電動(dòng)汽車技術(shù)講座課件

電動(dòng)汽車技術(shù)講座宋建鋒2010-07電動(dòng)汽車技術(shù)講座宋建鋒技術(shù)概述純電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)；動(dòng)力電池技術(shù)；電池監(jiān)視與管理系統(tǒng)技術(shù)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制與集成技術(shù)。技術(shù)概述純電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容包括：技術(shù)概述混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容包括：除了包括上述純電動(dòng)的技術(shù)內(nèi)容外，還包括：發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)；動(dòng)力系統(tǒng)集成控制技術(shù)；系統(tǒng)匹配優(yōu)化技術(shù)等。技術(shù)概述混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容包括：技術(shù)概述燃料電池電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容包括：氫氣生成技術(shù)；氫氣攜帶與儲(chǔ)存技術(shù)；質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池技術(shù)等。技術(shù)概述燃料電池電動(dòng)汽車的技術(shù)內(nèi)容包括：純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)

純電動(dòng)汽車采用了現(xiàn)代汽車的許多總成，但在總體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面具有以下特點(diǎn)：電動(dòng)汽車各部件的布置有很大的靈活性；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置不同使電動(dòng)汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大，采用不同的電動(dòng)機(jī)會(huì)影響電動(dòng)汽車的質(zhì)量、尺寸和形狀；不同類型的儲(chǔ)能裝置也會(huì)影響電動(dòng)汽車的質(zhì)量、尺寸和形狀。不同的能源補(bǔ)充裝置具有不同的硬件和機(jī)構(gòu)。純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車采用了現(xiàn)純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)

電動(dòng)汽車系統(tǒng)可分為三個(gè)子系統(tǒng)，電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)由電控單元、功率轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)車輪組成；主能源子系統(tǒng)由主能源、能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)組成；輔助控制子系統(tǒng)由動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元、溫度控制單元和輔助動(dòng)力源組成。純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車系統(tǒng)純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式各種電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)各種電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)目前電動(dòng)汽車用各種驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的比較說(shuō)明：表中直流電動(dòng)機(jī)是指有換向器的直流電動(dòng)機(jī)，永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)包括直流和交流，每個(gè)性能滿分為5分。目前電動(dòng)汽車用各種驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的比較說(shuō)明：表中直流電動(dòng)機(jī)是指有技術(shù)指標(biāo)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)純電動(dòng)和燃料電池主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中混轎車強(qiáng)混轎車客車轎車客車電機(jī)峰值功率(kW)系列化，5%浮動(dòng)10、15、2030、40、5060、9050、90120、180、240系統(tǒng)目標(biāo)價(jià)格(萬(wàn)元)20081.2-1.82.5-3.54-53-47-10系統(tǒng)目標(biāo)價(jià)格(萬(wàn)元)20101-1.22-2.52.5-32-2.55-7最高系統(tǒng)效率90%90%90%93%90%高效區(qū)(%，效率>80%)≥50速度控制精度基速以下：±50rpm；基速以上：1%扭矩控制精度1/2額定扭矩以下：±5Nm；1/2額定扭矩以上：5%扭矩響應(yīng)時(shí)間額定轉(zhuǎn)速下，目標(biāo)值為額定扭矩時(shí)，階躍響應(yīng)時(shí)間≤10ms控制器工作環(huán)境溫度范圍（℃）*-30－85工作環(huán)境溫度范圍（℃）-30－105-30－105-30－105-30－85-30－85噪聲（dB(A)）滿足整車要求設(shè)計(jì)壽命（萬(wàn)公里）**≥30≥30≥50≥30≥50平均故障間隔里程(km)***2008年≥0.75萬(wàn)平均故障間隔里程(km)***2010年≥1萬(wàn)技術(shù)指標(biāo)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)純電動(dòng)和燃料電池主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中混轎車強(qiáng)純電動(dòng)汽車的車載能源裝置

純電動(dòng)汽車的車載能源裝置純電動(dòng)汽車的車載能源裝置

純電動(dòng)汽車的車載能源裝置鎳氫電池鋰離子電池超級(jí)電容器容量規(guī)格（Ah）6、830、4080100①8、2050①100①≥3500F功率密度（W/kg）≥1000≥700≥500200~300≥1300≥650≥400≥2000能量密度（Wh/kg）40－4545－50≥5065~80≥65≥120≥120≥6最大放電倍率20C(20s)8C(30s)5C(30s)3C(30s)20C(20s)6C(30s)4C(30s)20-200C最大充電倍率6C(10s)4C(60s)3C(60s)2C(60s)6C(10s)4C(10s)4C(60s)20-200C單體電池內(nèi)阻（mΩ）≤2.5≤1.5≤1.0≤3.0≤2.5≤3.0≤3.0≤0.5單體電壓偏差（V）≤0.05單體容量偏差（％）≤5≤10使用溫度范圍（℃）②-25－60擱置溫度范圍（℃）-40－80荷電保持能力（常溫下擱置28天）≥80％—SOC估算誤差（％）≤6安全性通過(guò)行標(biāo)或規(guī)范要求循環(huán)壽命（萬(wàn)公里）③(2008)1010101088815萬(wàn)次循環(huán)壽命（萬(wàn)公里）(2010)1515151510101020萬(wàn)次成本（元/Wh）（2008）≤5≤5≤5≤3≤5≤3≤3≤150成本（元/Wh）（2010）≤3≤3≤3≤2≤3≤2≤2≤100鎳氫電池鋰離子電池超級(jí)電容器容量規(guī)格（Ah）6、830、40純電動(dòng)汽車產(chǎn)品

純電動(dòng)汽車產(chǎn)品

電動(dòng)汽車在中國(guó)發(fā)展

電動(dòng)汽車在中國(guó)發(fā)展

電動(dòng)汽車在中國(guó)發(fā)展

電動(dòng)汽車在中國(guó)發(fā)展

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

1發(fā)動(dòng)機(jī)工作在經(jīng)濟(jì)工況區(qū)，排放低，燃油消耗少。2發(fā)動(dòng)機(jī)不在全負(fù)荷和加速工況工作，噪聲小。3可回收制動(dòng)時(shí)的能量和利用已有的燃油設(shè)施。續(xù)駛里程長(zhǎng)。缺點(diǎn)：動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，動(dòng)力系統(tǒng)的質(zhì)量增加，占用空間大。混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：混合動(dòng)力汽車的種類1、能量流和功率流的配置結(jié)構(gòu)關(guān)系

串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)

2、按照兩種不同的能量的搭配比例不同

輕度、中度、重度、插電

3、按照運(yùn)行模式的不同

單一、雙?；旌蟿?dòng)力汽車的種類1、能量流和功率流的配置結(jié)構(gòu)關(guān)系

按結(jié)構(gòu)關(guān)系的分類按結(jié)構(gòu)關(guān)系的分類電動(dòng)汽車技術(shù)講座課件電動(dòng)汽車技術(shù)講座課件電動(dòng)汽車技術(shù)講座課件串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的功率流THANKYOUSUCCESS2023/9/1329可編輯THANKYOUSUCCESS2023/7/312按照兩種不同的能量的搭配比例不同輕度混合：

電機(jī)僅作為內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使用?，F(xiàn)在通常使用的啟動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是指在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)電機(jī)（一般為12V）上加裝了皮帶驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)（也就是常說(shuō)的Belt-alternatorStarterGenerator，簡(jiǎn)稱BSG系統(tǒng)）。該電機(jī)為發(fā)電啟動(dòng)(Stop-Start)一體式電動(dòng)機(jī)，用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，從而取消發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速，降低了油耗和排放。從嚴(yán)格意義上來(lái)講，微混合動(dòng)力系統(tǒng)的汽車不屬于真正的混合動(dòng)力汽車，因?yàn)樗碾姍C(jī)并沒(méi)有為汽車行駛提供持續(xù)的動(dòng)力。按照兩種不同的能量的搭配比例不同輕度混合：

按照兩種不同的能量的搭配比例不同中度混合：

驅(qū)動(dòng)車輛的兩種動(dòng)力源中，依靠電池-電機(jī)功率的比例增大，內(nèi)燃機(jī)功率的比例相對(duì)減少。通常，此種混合動(dòng)力系統(tǒng)采用集成啟動(dòng)電機(jī)（也就是常說(shuō)的IntegratedStarterGenerator，簡(jiǎn)稱ISG系統(tǒng)），車輛還是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿?lái)源，助動(dòng)電機(jī)被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間，作為輔助動(dòng)力來(lái)源與主要?jiǎng)恿ο嗦?lián)。當(dāng)行駛中需要更大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，它被用作電動(dòng)機(jī)。當(dāng)需要重新啟動(dòng)熄火的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，它被用作為一個(gè)起動(dòng)機(jī)。其能夠?qū)崿F(xiàn)：在減速和制動(dòng)工況下，對(duì)部分能量進(jìn)行吸收；在行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)等速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動(dòng)需求和發(fā)電機(jī)的充電需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。按照兩種不同的能量的搭配比例不同中度混合：

按照兩種不同的能量的搭配比例不同重度混合：

指既可以使用汽油引擎或電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛也可以同時(shí)使用兩種動(dòng)力的汽車。它們普遍采用大容量電池以供給電動(dòng)機(jī)做純電動(dòng)模式運(yùn)行，同時(shí)還具有動(dòng)力切換裝置用以發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)各自動(dòng)力的耦合和分離。在起步、倒車、緩加速（如頻繁起步-停車）、低速行駛等情況下，車輛可以純電動(dòng)模式行駛；急加速時(shí)，電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)一起驅(qū)動(dòng)車輛，并具有制動(dòng)能量回收的能力。與輕混合系統(tǒng)相比，驅(qū)動(dòng)車輛的兩種動(dòng)力源中，依靠電池-電機(jī)功率的比例更大，內(nèi)燃機(jī)功率的比例更小。按照兩種不同的能量的搭配比例不同重度混合：

按照兩種不同的能量的搭配比例不同插電混合：

混合動(dòng)力系統(tǒng)通過(guò)接入家用電源為系統(tǒng)中配備的充電電池充電，充電后可僅憑充電電池作為電動(dòng)汽車行駛。另外，在充電電池的剩余電量用完后，并不是切換至發(fā)動(dòng)機(jī)行駛模式，而是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，利用由此產(chǎn)生的電力為蓄電池充電，繼續(xù)用電動(dòng)機(jī)行駛，從而形成了串聯(lián)方式的插電式混合動(dòng)力車。這種混合動(dòng)力汽車比全混合動(dòng)力汽車有較長(zhǎng)純電動(dòng)行駛里程。該系統(tǒng)電機(jī)功率比例與純電動(dòng)情況基本相同（或稍小），內(nèi)燃機(jī)功率比例與重度混合系統(tǒng)基本相同，電池容量一般比全混合系統(tǒng)的大，比純電動(dòng)車輛的小。按照兩種不同的能量的搭配比例不同插電混合：

混合動(dòng)力汽車需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題混合動(dòng)力汽車要進(jìn)入實(shí)用化，需要具備高比能量和高比功率的能量存儲(chǔ)裝置，低成本、高效率的功率電子設(shè)備和燃料經(jīng)濟(jì)性高、排放低的高效發(fā)動(dòng)機(jī)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題主要有：混合動(dòng)力汽車需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題混合動(dòng)力汽車要進(jìn)入實(shí)用化，混合動(dòng)力單元技術(shù)混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力可以同時(shí)來(lái)自熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。在混合動(dòng)力汽車上，發(fā)動(dòng)機(jī)又被稱為混合動(dòng)力單元。混合動(dòng)力汽車的主要目標(biāo)就是降低排放，所以，控制混合動(dòng)力單元的排放將是今后研究的重點(diǎn)。混合動(dòng)力車系統(tǒng)示意圖混合動(dòng)力單元技術(shù)混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力可以同時(shí)來(lái)自熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和電能量存儲(chǔ)技術(shù)目前用于混合動(dòng)力汽車的能量存儲(chǔ)裝置主要還是高能蓄電池，鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)也較成熟。未來(lái)能量存儲(chǔ)裝置的研究應(yīng)該包括：電池內(nèi)部的連接、檢測(cè)、監(jiān)控和電池設(shè)計(jì)制造方面的改進(jìn)，降低制造成本，改善電池性能，提高電池使用壽命。能量存儲(chǔ)裝置也稱之為載荷調(diào)節(jié)裝置，其目的是通過(guò)它的調(diào)節(jié)作用來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放。能量存儲(chǔ)技術(shù)目前用于混合動(dòng)力汽車的能量存儲(chǔ)裝置主要還是高能蓄汽車集成電力電子模塊技術(shù)

混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)的開發(fā)是混合動(dòng)力系統(tǒng)最關(guān)鍵的技術(shù)創(chuàng)新，其目的是要實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的最優(yōu)耦合功率分配比。該系統(tǒng)要具備高功率密度、低耗損的開關(guān)、電容和電感等器件；要求控制裝置采用功率密度高、散熱性能好的可高速運(yùn)行的半導(dǎo)體芯片。汽車集成電力電子模塊技術(shù)混合動(dòng)力汽車的控制系統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車發(fā)展前景

混合動(dòng)力汽車在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上達(dá)到了提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放的目的，因而極具發(fā)展前景。在美、日、歐下一代汽車開發(fā)計(jì)劃中，混合動(dòng)力汽車處于戰(zhàn)略發(fā)展的位置?；旌蟿?dòng)力汽車使人們看到了在短期內(nèi)大幅提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放的可能性?；旌蟿?dòng)力汽車發(fā)展前景混合動(dòng)力汽車在現(xiàn)有技術(shù)的混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例混合動(dòng)力汽車舉例國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的混合動(dòng)力整車

系統(tǒng)匹配技術(shù)方案國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的混合動(dòng)力整車

系統(tǒng)匹配技術(shù)方案方案一方案一方案一【方案特點(diǎn)】微混合（啟-停混合）

BSG系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單、重量輕，對(duì)整車原有結(jié)構(gòu)改動(dòng)很小，成本低的優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)5%~10%的節(jié)油效果方案一【方案特點(diǎn)】方案二方案二方案二【方案特點(diǎn)】并聯(lián)

ISG技術(shù)永磁直流電機(jī)方案二【方案特點(diǎn)】【該方案下的車輛性能指標(biāo)】?jī)?nèi)容 單位 參數(shù) 尺寸（長(zhǎng)×寬×高） Mm 4445×1768×1640 整車整備質(zhì)量 Kg 1501 最大總質(zhì)量 Kg 1950 發(fā)動(dòng)機(jī)（或燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)） JL475Q3 電機(jī)系統(tǒng) 額定轉(zhuǎn)速 Rpm 1800

最大發(fā)電功率 kW 15 電池組 動(dòng)力電池類型 金屬氫化物鎳蓄電池 電池組規(guī)格 Ah 6.0 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速（額定/峰值） RPM/RPM 1800/7000

功率（額定/峰值） kW 10/15

扭矩（額定/峰值） N.m 56/110

控制器最高效率 98% 最高車速 km/h 160 0－100km/h加速時(shí)間（客車0-50km/h） S 16.9 最大爬坡度 30% 行駛里程（NEDC工況下） Km 800 百公里經(jīng)濟(jì)性（NEDC工況下） L 6.8 【該方案下的車輛性能指標(biāo)】方案三方案三方案三【方案特點(diǎn)】并聯(lián)、單軸式輕度混合結(jié)構(gòu)精減對(duì)電池的依賴性較小對(duì)于整車的改動(dòng)比較少，比較容易實(shí)現(xiàn)技術(shù)較成熟性價(jià)比較高方案三【方案特點(diǎn)】【該方案下的車輛性能指標(biāo)】?jī)?nèi)容 單位 參數(shù) 尺寸（長(zhǎng)×寬×高） mm 4552*1750*1483 整車